Нещодавнє дослідження виявило неочікувані вразливості хмарочосів Х’юстона до потужних шквальних вітрів, що ставить під сумнів ефективність існуючих будівельних норм у боротьбі з екстремальними погодними явищами.
16 травня 2024 року сильний дерехо – потужний вітер, що супроводжувався грозами, – спричинив значні руйнування у центрі Х’юстона, вибивши вікна та пошкодивши фасади кількох висотних будівель. Незважаючи на те, що ці споруди проєктувалися для витримування ураганів, непередбачувана природа шквалистого вітру спричинила локальні перепади тиску, що значно перевищили передбачені конструктивні навантаження. Це відкриття вказує на необхідність оновлення будівельних норм та врахування нових факторів ризику у висотному будівництві.
Дослідження, опубліковане в журналі Frontiers in Built Environment, пояснює, що основною причиною руйнувань стали нисхідні потоки вітру, що створюють різкі локальні навантаження на будівлі, особливо на нижніх поверхах. Доктор Амаль Елаваді, доцент Міжнародного університету Флориди, зазначила:
Дослідники проаналізували п’ять знакових хмарочосів Х’юстона, включаючи Chevron Building Auditorium та Wedge International Tower, які були спроєктовані для витримування вітру швидкістю до 67 м/с. Однак під час дерехо швидкість поривів не перевищувала 40 м/с, що не мало б завдати значних руйнувань. Попри це, будівлі зазнали серйозних пошкоджень, особливо на кутах і нижніх рівнях, що свідчить про непередбачені вітрові навантаження в умовах локалізованих повітряних потоків.
Цікаво, що ці ж хмарочоси майже не постраждали під час урагану Берил у липні 2024 року, хоча максимальна швидкість вітру становила 36 м/с. Це вказує на те, що динаміка шквалистих вітрів відрізняється від ураганних умов, що потребує зміни підходів до проєктування висотних будівель.
Експерименти, проведені у лабораторії “Стіна вітру”, продемонстрували, що локальні вітрові явища можуть створювати сили всмоктування, значно більші за ті, що передбачені існуючими нормами. Докторант Омар Метваллі зазначив, що сусідні хмарочоси можуть впливати один на одного, посилюючи шквалисті потоки та збільшуючи навантаження на конструкції.
Міське середовище також відіграє важливу роль у посиленні шквалистих вітрів. Х’юстон розташований поблизу Мексиканської затоки, що швидко нагрівається через зміну клімату, збільшуючи ризик екстремальних погодних явищ. Темпи потепління регіону становлять 0,19°C за десятиліття, що може призвести до зростання частоти сильних штормів і гроз.
Висновки дослідження мають глобальне значення, оскільки вони доводять, що традиційні ураганостійкі проєкти можуть не забезпечувати достатнього захисту від шквалистих вітрів. Це підкреслює необхідність перегляду будівельних стандартів та розробки нових конструкцій, які зможуть ефективно протистояти локальним вітровим силам.
Оскільки урбанізація продовжує зростати, а зміни клімату роблять екстремальні погодні явища частішими, архітектори та інженери повинні розробляти інноваційні рішення для забезпечення стійкості висотних будівель. Як підсумував Мікал Бое:
